锂离子电池因具有高能量密度、优异的循环稳定性和重量轻的优点,而成为最有前景的能量存储设备之一。锂离子电池被广泛应用于各种便携电子设备以及电动汽车领域。目前,商业化锂离子电池普遍采用液态电解质,但是其安全问题是一大隐患,被世人所熟知。聚合物固体电解质具有在安全性、柔性、以及能量密度等方面有明显的优势,有望缓解电池的安全问题并提高电池的比能量,是最有潜力的电解质材料。但是聚合物电解质低的电导率和机械性能差,极大地限制了其在电池中的应用。添加合适的无机填料和有机增塑剂是提高聚合物电解质的电导率和机械性能的主要途径。本文针对聚合物电解质材料存在的问题,制备了以聚氧乙烯（PEO）为基体添加适量有机增塑剂、无机粒子以及高氯酸锂材料的改性电解质,并研究了其电化学性能,主要内容如下:（1）本论文将常见的有机增塑剂磷酸三丁酯（TBP）与PEO基聚合物电解质相复合。通过调节TBP含量,以及锂盐浓度,制备出具有良好性能的聚合物电解质复合膜:高机械强度（9.6 MPa）、室温电导率达到5×10^-55 S·cm^-1,以及电化学稳定窗口超过5 V,并且该电解质的锂离子迁移数达到0.62,比未添加TBP的电解质的离子迁移数（0.19）高出三倍多。在此基础上,探究了TBP对聚合物中锂盐解离的影响;组装了Li/聚合物复合电解质/Li固态电池,发现电解质对锂电极的稳定性能和循环性能也是优异的。（2）添加无机粒子改性电解质的离子导电率和机械性能。我们比较了不同稀土氧化物对其电导率的影响,筛选出稀土金属氧化物Yb₂O₃进行改性。利用浇铸法制备出半透明的复合聚合物电解质Yb₂O₃-PEO-LiClO₄-TBP（YTCPE）。当Yb₂O₃的质量分数为1%时,YTCPE的离子电导率达到极大值,30°C时为2.8×10^-44 S·cm^-1。而过量的Yb₂O₃不仅会形成团聚而阻碍Li⁺的迁移,也将形成部分Yb₂O₃颗粒为核心的晶核成长,从而制约部分Li⁺的迁移,使电导率下降。Yb₂O₃颗粒均匀地分散在PEO基体中,在受到外力时,Yb₂O₃可很好地分散和传速应力,避免分子链断裂,对PEO基电解质的韧性起到了增强作用。当Yb₂O₃质量分数为1%时,其弹性模量达15.17 MPa,与未添加Yb₂O₃的电解质相比提高了约57%。